Expressions topographiques et structurales de l'etat de compression generalisee au sein de la plaque sud-americaine

par CLAUDIO COELHO DE LIMA

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre

Sous la direction de Peter Robert Cobbold.

Soutenue en 1999

à Rennes 1 .

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  • Résumé

    La presente etude s'est interessee au contexte tectonique actuel de la plaque sud-americaine. Grace a la combinaison de donnees d'origines diverses, elle permet de mieux comprendre certaines interactions entre topographie et tectonique. De nouveaux concepts sont mis en evidence. Cette etude ouvre de nouvelles perspectives pour l'exploration et pour l'exploitation petrolieres. L'integration d'analyse d'ovalisations de puits de forages (breakouts), des mecanismes au foyer et des magnitudes des contraintes (fracturation hydraulique et tests de leak-off) montre que l'intraplaque sud-americaine est actuellement en compression. Dans le nord-est bresilien, nos observations sont en desaccord avec les previsions des modelisations numeriques, indiquant probablement que des sources locales de contraintes existent (charges sedimentaires et differences laterales de densite lithospherique). Les resultats du systeme geodesique spatial francais doris sont coherents avec la compression observee : a une exception pres, toutes les lignes de base disponibles sont en raccourcissement (7mm/an sur le craton bresilien). Nous presentons des visualisations integrees de diverses sources d'information a l'echelle de la plaque : la tectonique ; la geologie continentale ; la topographie et la bathymetrie numerisees ; la sismicite, les contraintes ; la deformation active ; les anomalies isostatiques residuelles ; les analyses de traces de fission disponibles ; la profondeur du moho et les anomalies profondes de vitesse d'onde sismiques. Ces visualisations mettent en evidence certaines expressions topographiques et structurales de la compression. De forts liens mecaniques existent entre la convergence des plaques nazca et amerique du sud, la deformation andine et la deformation intraplaque. Cela est prevu par nos modelisations analogiques et numeriques. Les bassins sedimentaires continentaux sont en inversion naissante : leurs bordures sont en surrection et erosion ; leurs axes, le long desquels coulent les grands fleuves, sont en subsidence et en sedimentation. Nous proposons qu'en reponse a la compression, la lithosphere subit un flambage. Les antiformes en formation induisent la surrection des bordures des bassins et entrainent ainsi la denudation de roches de plus en plus profondes. Cela aboutit a la mise a l'affleurement du socle precambrien et a la definition des limites erodees actuelles des bassins. Les synformes en formation correspondent aux axes actuels de ces bassins, ou coulent les grands fleuves. Nous supposons que cette tendance est la plus forte lors des pics d'orogeneses andines. La sismicite, toujours associee aux anomalies isostatiques residuelles positives, se concentre aux points d'inflexion entre les synformes et les antiformes, pres des bordures surelevees des bassins. Une inversion topographique s'y produit, le socle, parfois associe a de grands bassins neogenes, affleure a des altitudes plus basses que les sediments. De telles inversions topographiques sont trouvees a petite echelle a l'interieur des bassins en inversion naissante : anticlinales sont des bas topographiques denudes, synclinaux sont des hauts topographiques locaux moins denudes. Dans l'industrie petroliere, les concepts de marges passives en distension et d'anciennete des structures sont tres repandues. Lors de l'exploitation, la reconnaissance de la compression actuelle ouvre de nouvelles perspectives pour la recuperation secondaire et pour le forage des puits conventionnels et horizontaux. Lors de l'exploration, etant donne : (i) la correlation positive entre permeabilite et contrainte maximale horizontale ; (ii) le caractere ephemere des gisements a l'echelle des temps geologiques, en fonction de leur dependance vis a vis de la geometrie fine des roches de couverture et de la biodegradation ; (iii) l'importance d'une deformation fragile de la cuisine de generation pour la migration primaire ; et (iv) que les plus importantes systemes petroliers sud-americains sont encore dans la fenetre de generation, on infere que la compression actuelle et la deformation active doivent exercer un important controle sur la distribution et la preservation des gisements petroliers. Cette inference semble confirmee: (i) 82% des reserves se trouvent dans le contexte actif principalement decrochant, de la frontiere des plaques amerique du sud et caraibes ; (ii) les principales reserves intraplaques (environ 5%) se trouvent sur la marge sud-est bresilien, qui a ete est la plus deforme pendant le cenozoique et qui montre la plus importante sismicite. Des certaines expressions topographiques et structurales de la compression peuvent indiquer les aires les plus favorables a la presence d'anticlinaux enterres.


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Informations

  • Détails : 370 p.
  • Annexes : 275 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Observatoire des Sciences de l’Univers en région Centre.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH COE - 1999
  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 1999/41

Cette version existe également sous forme de microfiche :

  • Bibliothèque : Sorbonne Université. Bibliothèque de Sorbonne Université. Section Géosciences et environnement.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 99 REN1 0056
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